哺乳动物再生：激活休眠能力以再生骨骼和关节

哺乳动物拥有再生复杂身体部位的休眠生物学能力，而不是在进化过程中完全丧失了这种能力。来自 Texas A&M College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences (VMBS) 的新研究表明，通过将身体的愈合过程从纤维化（瘢痕形成）转向芽体（blastema）的形成，实现骨骼、关节结构和韧带的再生是可能的。

将成纤维细胞从瘢痕形成转向再生

哺乳动物的愈合通常优先通过纤维化实现快速伤口闭合，其中成纤维细胞会产生瘢痕组织以防止感染。相比之下，具有再生能力的动物（如褡裥/蝾螈）利用这些相同的细胞来形成芽体——一种未分化细胞的团块，作为新组织生长的基础。

研究人员发现，哺乳动物的成纤维细胞并非“不可编程”，而是默认被引导向瘢痕形成。通过在初始伤口闭合后进行干预，研究团队利用特定的两步化学信号传导过程，成功地将细胞行为转向了再生：

诱导芽体： 应用 fibroblast growth factor 2 (FGF2) 鼓励芽体样结构的形成，模拟非哺乳动物物种中看到的再生过程。
驱动组织生长： 随后应用 bone morphogenetic protein 2 (BMP2) 提供必要的信号，指示这些细胞构建特定的组织。

关于细胞编程和位置重新规范的研究发现

这项研究挑战了再生医学需要引入外部干细胞的普遍假设。研究结论认为，必要的细胞已经存在于哺乳动物体内；挑战在于如何指示它们进行再生行为。

此外，研究观察到了“位置重新规范”（positional re-specification），即细胞被重新引导以创建位于其通常解剖位置之外的结构。这表明，构建复杂结构的生物学指令仍然是可获取的，并且可以通过操纵来重建不同组织以应对受伤后的修复。

骨骼和关节修复的结果

虽然再生的组织并非原始组织的完美解剖学复制品，但研究人员成功地恢复了截肢时移除的所有主要结构，包括：

骨骼
肌腱
韧带
关节组织

这些结构的排列模式类似于自然解剖结构，证明了哺乳动物体内用于骨骼和结缔组织再生的复杂生物学途径是可以被挽救的。

临床意义和实施路径

完全的肢体再生仍然是一个长期目标，但研究人员建议，眼前的实际应用是减少瘢痕形成。即使是向组织修复而非纤维化方向进行微小的转变，也能显著改善严重受伤后的患者预后。

通往临床应用的路径可能会加速，因为所使用的生长因子已经为监管机构所熟知：

BMP2: 已经获得了 FDA 的特定医疗应用批准。
FGF2: 目前正在多个临床试验中接受评估。

技术背景和社区观点

围绕这项研究的科学讨论突出了激活休眠再生途径的潜力和风险。一些观察者指出，当加速再生时，细胞不受控制的生长（癌症）的风险是主要关注点，正如在一些试图通过修改大鼠基因组进行视网膜修复的尝试中所见。

其他研究人员和爱好者指出，可能增强这些发现的互补领域的研究：

生物电信号： 一些研究表明，电位范围充当了干细胞的“特征码”或指令。例如，在青蛙中诱导特定的电压来在肠道中生长出眼睛，而无需进行细胞移植。
现有自然实例： 人类表现出有限的自然再生能力，例如在某些情况下能够再生指尖（指甲边缘远端）
细胞外基质： 先前的报告已经探索了使用细胞外基质来支持断指的再生生长。